CN101233355A - 电磁液压阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁液压阀(1)，包括在电枢引导(9)中纵向移动引导的电枢(8)，所述电枢操纵分布在阀箱(14)中的阀挺杆(15)。所述阀挺杆控制在阀箱(14)中形成的用于液压介质的接口孔(28，29，30)之间的连接，其中阀挺杆(15)与一个或多个密封体(22，23)形成有效连接，所述密封体与一个或多个支撑在阀箱(14)上的密封套筒(17，18)相对应。液压阀(1)具有用于沉积污垢颗粒的机构，所述机构由在电枢引导(9)和连接孔(28，29，30)之间安置的隔板(31)构成。所述隔板与阀箱(14)的内表面(16)形成液压密封，其中出于沉积铁磁污垢颗粒的目的，阀箱(14)由可磁化的材料组成。

Description

电磁液压阀

技术领域

本发明涉及一种电磁液压阀，其包括沿着电枢引导纵向移动引导的衔铁，所述衔铁操作在阀箱中分布的阀挺杆。所述阀挺杆控制连接孔之间的连接，所述连接孔在阀箱中形成并用于液压介质，其中阀挺杆与一个或多个密封体建立有效连接，所述密封体与一个或多个支承在阀箱上的密封套筒相对应，其中液压阀具有用于沉积污垢颗粒的机构。

背景技术

现有技术中已知这样的液压阀，其为了保证液压阀持续的可靠性而具有自身或下游分布的部件机构，用于从液压介质中沉积污垢颗粒。这种污垢颗粒在液压阀中的液压介质中作为悬浮颗粒，并且这种污垢颗粒原本存在于所谓的残余污垢中，其在例如内燃机完成时大多数以金属颗粒的形式落下并且通过高成本的清洁方法还不能完全清除。另一方面，这种污垢颗粒由内燃机工作中的运动部件上的长期磨损产生。因此，由于污垢颗粒大量侵入衔铁和其电枢引导之间，可能危及特别是水平构造的液压阀的可靠性。由此产生的衔铁被卡住通常导致对液压阀转换动态的明显不良影响，以及表现出待控制的液压介质压力的削减的和/或大幅度摇摆的梯度。极端情况下，进入到电枢引导中的污垢颗粒可能由于衔铁转动不灵而导致液压阀完全脱落。

因此，由DE 196 31 631 A1中提出了这样构造的电磁液压阀，其压力接头具有用于进气口一侧沉积污垢颗粒的网式过滤器。但是这个方法带有一些缺陷，其在下面阐述。

首先未考虑到的是，液压阀本身中由制造引发的污垢残留物以及在液压阀中通过运动部件运转相互作用所产生的污垢颗粒，可以导致液压阀在功能上的不良影响，以及下游分布的部件的使用寿命的不良影响。

此外，网式过滤器的沉积度取决于其网口大小，或者穿过孔的大小，因此，仅仅是限制而没有彻底阻止外面的污垢颗粒进入液压阀。这样的局限性特别是在液压阀由多个连接管路带来的液压介质流过时，显示出缺陷。因此例如当3/2-换向阀用于实现作用时，必要的是，不仅压力接头P，而且工作接头A都要安置过滤元件，因为，在这样的液压阀的第二个接通位置中，液压介质由工作接头A出来流向箱接头T。但是安装第二个过滤元件却联系到相应高以及成本紧张的构建费用。

此外，为了抑制极小的微粒，可以安置精细的或者最精细的过滤器，然而在入口，以及在前面所提到的带有两个过滤元件的3/2-换向阀的情况下，还在出口，产生不希望出现的高的液压介质的压力损失。此外随着过滤器被负荷污垢颗粒，这种压力损失随着时间而升高。

发明内容

本发明的任务是，避免所陈述的缺点并创造一种前面所述类型的电磁液压阀，其用于沉积污垢颗粒的机构持续保证液压阀的可靠性。在此，特别是电枢引导应尽量被保护不受侵入的污垢颗粒的影响，以便有效阻止衔铁暂时或持续卡在电枢引导中。除此以外，液压阀应该尽可能廉价生产。

根据本发明，所述任务通过权利要求1和10中的特征解决，同时具有优点的其他构造和设计存在于从属权利要求中。

根据权利要求1的特征部分，用于沉积污垢颗粒的机构由安置在电枢引导和连接孔之间的隔板组成，其与阀箱的内表面液压密封地封闭。此外，出于沉积铁磁污垢颗粒的目的，阀箱由可磁化的材料组成。如此构成的液压阀的可靠性特别地通过以下方式得到持续保障，即，所述液压阀首先在连接孔的范围内由液压介质流过，而通过隔板隔离衔铁和其电枢引导。因此，通过连接孔进入到液压阀内部并且一般不随液压介质流输送出阀门的污垢颗粒由于隔板的隔离效果而保持远离衔铁和其引导。由于同时阀箱可磁化，并且在液压阀工作中可通过通电的电磁铁的作用被磁化，致使大多数铁磁污垢颗粒在位于阀箱内表面上的隔板远离衔铁的一面上沉积。特别地，在水平构造的液压阀的情况中，在衔铁方向上沉积的污垢颗粒的继续传递可被这样阻止，即，隔板与阀门内表面液压密封地封闭。

一种特别有效的沉积铁磁污垢颗粒到磁化的阀箱上并同时去除来自阀挺杆临近周围的颗粒可特别有效地如下实现，即，将隔板作为零件生产并且由不可磁化的材料组成。所述零件与阀箱的液压密封连接可按照已知类型的形状配合，力度配合或者材料配合的方式，以及结合这些连接类型而实施。除了塑料之外，这样构成的隔板的不可磁化的材料应带有奥氏体耐腐蚀刚，例如X5CrNi1810。

作为零件生产的隔板可以此外作为薄壁的及杯状的环形套筒构成，其带有圆柱形外表面以及底面，所述底面利用相对于外表面集中的孔包围阀挺杆。在此处，环形套筒在外表面之上压入阀箱的内表面中，使得环形套筒开放的侧面对衔铁。隔板这样构造的优点在于，生产成本特别低，并且在阀箱中安装环形套筒简单。另外的发明思想在于，环形套筒的底面以圆锥体形状构成，以便在底面背离衔铁的外侧和阀箱的内表面之间形成用于沉积的污垢颗粒的环形空间。这样设计的环形套筒因此展示了理想的存储功能，因为在环形空间内较低的流动速度有利于积累的污垢颗粒在那留存。

在本发明其他的进一步构造中，液压阀应作为3/2换向阀构成，其中连接孔用作压力接头P，工作接头A，以及油箱接头T。特别是3/2换向阀被如下可靠且成本低廉地制造，即，将阀挺杆作为成形体由塑料制造并具有突出的板条，阀挺杆利用板条被引入阀箱中隔板面向衔铁的一侧上。在此，阀挺杆的密封体在隔板远离衔铁的一侧上延伸，并且具有圆锥形且相向的密封面，所述密封面交替地与阀座相互作用，阀座在杯状构成且压入阀箱中的密封套筒上模制而成。

进一步在阀挺杆与隔板之间留有至少一个在衔铁方向的溢流截面。这样的溢流截面一方面当衔铁以及阀挺杆做提升运动时用于液压阀之内的容积平衡以及压力平衡。另一方面，通过液压介质的转移，保证在电枢引导中纵向运动的衔铁充分的润滑。虽然在液压介质的溢流过程中，不能排除污垢颗粒在衔铁方向中的传送，但是由于之前所述的隔板的隔离作用，污垢颗粒仅仅有可以被忽视很小的量，其中铁磁部分大部分可被积累在位于隔板那边阀箱的可磁化内表面上。

液压阀应优选地用于控制内燃机的可变阀动装置的液压可偏移执行机构。这类的执行机构对于可变阀动装置领域的技术人员作为液压控制连接机构已公开，如例如在可切换的挺杆、杠杆或者支撑元件形式的可切换凸轮随动器的情况中，在凸轮轴调节器中使用凸轮轴的可切换的凸轮或者用于转换或断开气体交换阀门。在这种连接机构的液压控制中，在转换液压阀的两个调整机构时，在工作功率中的液压介质出现尽可能高的微小摆动以及可复制的梯度。在可转换的凸轮或可切换的凸轮随动器的情况中，这是基于连接机构的转换过程对于所有任意凸轮随动器必须总是在凸轮基本循环相位的非常短的时间中被连接。

一个适合任务的解决方案通过权利要求10中的特征部分给出。所述解决方案在之前阐述过，并结合根据本发明的液压阀特别优选的方案，其由于污垢颗粒侵入电枢引导而产生的衔铁卡住的危险通过简单的机构至少显著降低。此外，通过在其电枢引导中的衔铁以及挺杆的持续均匀且贫摩擦的纵向引导，保障了较高的微小摆动以及持续可复制的液压介质压力梯度。

附图说明

附图中以3/2-换向阀为例示出根据本发明的电磁液压阀。附图中：

图1是3/2-换向阀的纵剖面图；

图2是图1中的细节Z；

图3是根据图1的剖面A-A。

具体实施方式

图1给出了一种电磁液压阀源1，其作为3/2-换向阀2构成，并且可用于控制未示出的内燃机的可变阀动装置。液压阀1由电磁铁3组成，其带有位于磁铁外壳6中由塑料在线圈体4中浇注的的线圈绕组5。同样被注入线圈体4中的套筒7用作衔铁8的上磁极，所述套筒环绕用作电枢引导9的非磁性金属套筒10，在其中衔铁8被纵向移动地引导。下磁极由环带11构成，所述环带在凸缘区域12中转向内燃机的适合位置上，所述凸缘区域带有用于固定液压阀1的螺栓孔13。

在下磁极的环带11中，还容纳阀箱14面向电磁铁3的上部。阀箱14成管状构成，并且由可磁化材料组成，所述材料可在液压阀1工作时在通电的电磁铁3的电磁作用下被磁化。阀箱14保护与衔铁8相连的阀挺杆15以及两个杯状构成且被压入阀箱14内表面16的密封套筒17，18。阀挺杆15作为模体由塑料制成，如在图3中清晰可见，所述阀挺杆通过三个相互成120°偏差安置的板条19在阀箱14的内表面16中被可纵向移动地引导。此外，通过与衔铁8接触的端面20以及通过在端面20上模制且插入空心圆柱体形衔铁8中的定心销21，所述阀挺杆15与衔铁8松弛地有效连接。由板条19出发，阀挺杆15逐渐缩小，并且在背离衔铁8的一侧具有两个密封体22，23，密封体具有圆锥状且相向的密封面24，25。所述密封面24，25交替与阀座26，27相互作用，所述阀座在密封套筒17，18上模制而成。

通过液压阀1以下面说明的方式控制液压介质流。图1中示出了液压阀1的第一接通位置。这个第一接通位置上有处于通电状态的线圈绕组5，以便衔铁8在阀挺杆15的带动下，通过磁性吸引力被下磁极吸引，并且在其方向上位移。在这个位置上，第一密封体22的密封面24与密封套筒17面对着衔铁8的阀座26接触。同时，第二密封体23的密封面25与密封套筒17背离衔铁8的阀座27相距。因此，液压介质流可在压力接头P以及工作接头A之间做调整，所述压力接头P通过管状阀箱14的轴向嘴部28形成，而所述工作接头A在阀箱14中通过在密封套筒17，18之间径向安置的孔29构成。在这个液压阀1的接通位置中，与工作接头A连通的可变阀动装置执行机构将被供给被施加压力的液压介质，以便保存例如调节行程和调节角。

为了将执行机构归零至其起始位置，将断开线圈绕组5的通电。在电磁铁3这样的不通电状态中，没有电磁力作用在衔铁8上，以致于这个共同被施加了液压介质制动压力的阀挺杆15在液压阀1的第二接通位置方向上位移。当第二密封体23的密封面25位于阀座27中时，则到达这个第二接通位置，从而压力接头P和工作接头A之间的液压介质流被中断。由于同时第一密封体22的密封面24与阀座26相距，则位于工作接头A和油箱接头T之间的液压介质流开通。油箱接头T如工作接头A一样作为径向孔30在阀箱14中构成，并且使液压阀1与内燃机的无压力液压介质存储器相连。因此，与归零的执行机构的调整行程和调整角对应的液压介质容积通过油箱接头T流出。

特别在液压阀1的水平构造实例中，通过在阀箱14中安置在电枢引导9和接口P、A、T之间的隔板31的隔离功能，在很大程度上阻止污垢颗粒侵入到位于电枢引导9和衔铁8之间的对于污垢敏感的引导缝隙中。隔板31在图2中示出的细节Z中放大示出，并且在具体实施例中作为零件32以薄壁及杯状环形套筒33的形式构成。所述环形套筒由圆柱体外表面34在阀挺杆15的板条19和位于阀箱14内表面16内的油箱接头T之间被液压密封地挤压。此外环形套筒33具有底面35，其利用相对于外表面34集中的孔36将阀挺杆15以留有缝隙的方式并且因此无摩擦以及不具有引导功能地围绕。通过将环形套筒33的底面35制成圆锥状，并且使环形套筒33敞开的一侧面对衔铁8，在底面35背离衔铁8的外侧37和阀箱14的内表面16之间形成了环形空间38。由于在液压阀1工作时磁化的阀箱14，大多数的铁磁污垢颗粒都被阀箱14所吸引，并且可以在环形空间38的范围内积累。此外，环形空间38由不可磁化的材料组成，以便可以抵抗污垢颗粒在阀挺杆15的邻近积累以及由此产生的已积累的污垢颗粒朝衔铁8方向的传送。

作为适用于环形套筒33的材料，提供例如X5CrNi1810质量标准的奥氏体耐腐蚀钢。可选的是，环形套筒33也可以由塑料制成，其中在这种情况下，和阀箱14的连接优选地具有形状配合的部分，例如夹式连接。可选的还有，尽管如此，不应排除这样的可能，环形套筒33由永久磁铁材料制成。

如由图3中示出的剖面A-A所示，在环形套筒33的孔36和阀挺杆15之间有三个溢流截面39，其用于在衔铁8方向的液压介质。这些溢流截面39由纵向槽40产生，所述纵向槽在阀挺杆15中相对板条19角偏移地分布。溢流截面39一方面在衔铁8和阀挺杆15的转换过程中对于液压介质的压力均衡和容积均衡是必要的，并且另一方负责利用液压介质充分润滑电枢引导9。虽然通过这些溢流截面39将污垢颗粒传送进入衔铁8和电枢引导9的范围中是不可排除的，但是根据本发明可以担保，污垢颗粒的大多数部分已积累在了环形套筒33和磁化的阀箱14的范围内被保留在那里，或者又被从液压阀1中清洗出去。总而言之，相对现有技术，根据本发明的液压阀1通过简单和经济的机构，最大程度地保护衔铁8在电枢引导9中不受由于侵入的污垢颗粒而引起的暂时或永久性的卡死。

附图标记：

1.液压阀

2.3/2-换向阀

3.电磁铁

4.线圈体

5.线圈绕组

6.磁铁外壳

7.套筒

8.电枢

9.电枢引导

10.金属套筒

11.环带

12.凸缘区域

13.螺栓孔

14.阀箱

15.阀挺杆

16.内表面

17.密封套筒

18.密封套筒

19.板条

20.端面

21.定心销

22.密封体

23.密封体

24.密封面

25.密封面

26.阀座

27.阀座

28.轴向嘴部

29.孔

30.孔

31.隔板

32.零件

33.环形套筒

34.外表面

35.底面

36.孔

37.外侧

38.环形空间

39.溢流截面

40.纵向槽

P压力接头

A工作接头

T油箱接头

Claims (10)

1.电磁液压阀(1)，包括：在电枢引导(9)中被纵向移动地引导的衔铁(8)，其操纵在阀箱(14)中分布的阀挺杆(15)，该阀挺杆控制在阀箱(14)中构成的用于液压介质的接口孔(28，29，30)之间的连接，其中阀挺杆(15)与一个或多个密封体(22，23)形成有效连接，所述密封体与一个或多个支撑在阀箱(14)上的密封套筒(17，18)相对应，其中液压阀(1)具有用于沉积污垢颗粒的机构，其特征在于，所述机构由在电枢引导(9)和连接孔(28，29，30)之间安置的隔板(31)构成，该隔板与阀箱(14)的内表面(16)液压密封地封闭，其中出于沉积铁磁污垢颗粒的目的，阀箱(14)由可磁化的材料组成。

2.根据权利要求1所述的液压阀，其特征在于，隔板(31)作为零件(32)制成，由不可磁化的材料组成，并与阀箱(14)形状配合、力度配合、或者材料配合地相连。

3.根据权利要求2所述的液压阀，其特征在于，零件(32)由奥氏体耐腐蚀刚制成。

4.根据权利要求2所述的液压阀，其特征在于，零件(32)作为薄壁且杯状的环形套筒(33)构成，包括圆柱形外表面(34)以及底面(35)，所述底面以相对于外表面(34)集中的孔(36)围绕阀挺杆(15)，并且所述零件在外表面(34)之上被压入阀箱(14)的内表面(16)中，使得环形套筒(33)敞开的一侧面对衔铁(8)。

5.根据权利要求4所述的液压阀，其特征在于，环形套筒(33)的底面(35)圆锥状形成，以使在底面(35)背离衔铁(8)的外侧(37)和阀箱(14)的内表面(16)之间形成用于沉积的污垢颗粒的环形空间(38)。

6.根据权利要求1所述的液压阀，其特征在于，液压阀(1)作为3/2-换向阀(2)构成，其中接口孔(28，29，30)用作压力接头(P)、工作接头(A)以及油箱接头(T)。

7.根据权利要求1所述的液压阀，其特征在于，阀挺杆(15)作为模制体由塑料制成并具有突出的板条(19)，阀挺杆利用板条被引导到在阀箱(14)中隔板(31)面向着衔铁(8)的一侧上，而阀挺杆(15)的密封体(22，23)在隔板(31)背离衔铁(8)一侧上分布并具有圆锥形且相向的密封面(24，25)，所述密封面交替地与阀座(26，27)相互作用，所述阀座成杯状构成并且模制在压入阀箱的密封套筒(17，18)上。

8.根据权利要求1所述的液压阀，其特征在于，在阀挺杆(15)和隔板(31)之间保留至少一个在衔铁(8)方向上的溢流截面(39)。

9.根据权利要求1所述的液压阀，其特征在于，液压阀(1)用于控制内燃机的可变阀动装置的液压可位移执行机构。

10.根据权利要求1前序部分所述的液压阀，其特征在于：

-用于沉积污垢颗粒的机构由在电枢引导(9)和接口孔(28，29，30)之间安置的隔板(31)构成，所述隔板与阀箱(14)的内表面(16)液压密封地封闭，其中出于沉积铁磁污垢颗粒的目的，阀箱(14)由可磁化的材料组成；

-在阀挺杆(15)和隔板(31)之间保留至少一个在衔铁(8)方向上的溢流截面(39)；

-隔板(31)由奥氏体耐腐蚀刚制成并作为薄壁且杯状的环形套筒(33)构成，包括圆柱形外表面(34)以及底面(35)，所述底面以相对于外表面(34)集中的孔(36)围绕阀挺杆(15)，以及所述隔板在外表面(34)之上被压入阀箱(14)的内表面(16)中，使得环形套筒(33)敞开的一侧面对衔铁(8)；

-阀挺杆(15)作为模制体由塑料制成并具有突出的板条(19)，阀挺杆利用板条被引导至在阀箱(14)中隔板(31)面向衔铁(8)的一侧上，而阀挺杆(15)的密封体(22，23)在隔板(31)背离衔铁(8)的一侧上分布并具有圆锥形且相向的密封面(24，25)，所述密封面交替地与阀座(26，27)相互作用，所述阀座杯状构成并且模制在压入阀箱的密封套筒(17，18)上；

-液压阀(1)作为3/2-换向阀(2)构成，用于控制内燃机的可变阀动装置的液压可位移执行机构，其中接口孔(28，29，30)用作压力接头(P)、工作接头(A)以及油箱接头(T)。

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